RU2596982C2 - Inspection and determination of location of heart in emission images - Google Patents
Inspection and determination of location of heart in emission images Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596982C2 RU2596982C2 RU2013112950/08A RU2013112950A RU2596982C2 RU 2596982 C2 RU2596982 C2 RU 2596982C2 RU 2013112950/08 A RU2013112950/08 A RU 2013112950/08A RU 2013112950 A RU2013112950 A RU 2013112950A RU 2596982 C2 RU2596982 C2 RU 2596982C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emission
- data
- projection
- projection data
- image
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 16
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 22
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 13
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 13
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 6
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 3
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 206010019280 Heart failures Diseases 0.000 description 1
- 238000012879 PET imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012633 nuclear imaging Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
- G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/33—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG] specially adapted for cooperation with other devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/037—Emission tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/503—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of the heart
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
- A61B6/5264—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise due to motion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5288—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving retrospective matching to a physiological signal
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/254—Analysis of motion involving subtraction of images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10108—Single photon emission computed tomography [SPECT]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30048—Heart; Cardiac
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/412—Dynamic
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Нижеследующее относится к уровню техники формирования эмиссионных изображений, уровню техники формирования изображений сердца, уровню техники медицины, уровню техники обработки изображений и связанному уровню техники.The following relates to the state of the art of generating imaging images, the state of the art of imaging of the heart, the state of the art of medicine, the state of the art of image processing and the related art.
При формировании эмиссионных изображений, таких как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) или позитронная эмиссионная томография (PET), в объект обследования, такой как терапевтический больной или больное животное, вводят радиофармацевтический препарат, включающий в себя радиоизотоп, который испускает обнаруживаемое излучение. Радиофармацевтический препарат выбирается или разрабатывается, чтобы сконцентрироваться в интересующем органе или ткани. Датчик излучения, расположенный вокруг и/или перемещающийся вокруг объекта обследования, измеряет обнаруживаемое излучение, испускаемое радиоизотопом, и эти измеренные данные восстанавливаются, чтобы сформировать эмиссионное изображение или карту распределения радиофармацевтического препарата в объекте обследования. Известным применением формирования эмиссионных изображений является формирование изображений сердца, в котором радиофармацевтический препарат выбирается или разрабатывается, чтобы сконцентрироваться в сердечном органе или в крови. Поэтому эмиссионное изображение или карта изображают сердце или кровь в полостях (например, предсердиях и/или желудочках) сердца. В некоторых применениях изображения могут быть получены в течение некоторого периода времени, чтобы характеризовать приток и вымывание радиофармацевтического препарата (или крови, переносящей радиофармацевтический препарат) в сердце и из сердца.In the formation of emission images, such as single-photon emission computed tomography (SPECT) or positron emission tomography (PET), a radiopharmaceutical preparation is introduced that includes a radioisotope that emits detectable radiation into an object of examination, such as a therapeutic patient or a sick animal. A radiopharmaceutical is selected or developed to concentrate on the organ or tissue of interest. A radiation sensor located around and / or moving around the test subject measures the detected radiation emitted by the radioisotope, and these measured data are reconstructed to form an emission image or distribution map of the radiopharmaceutical in the test subject. A known application of emission imaging is the imaging of the heart, in which a radiopharmaceutical is selected or developed in order to concentrate in the cardiac organ or in the blood. Therefore, the emission image or map depicts the heart or blood in the cavities (e.g., atria and / or ventricles) of the heart. In some applications, images may be acquired over a period of time to characterize the influx and leaching of the radiopharmaceutical (or blood carrying the radiopharmaceutical) into and out of the heart.
Одна трудность относительно формирования эмиссионных изображений сердца состоит в том, что радиофармацевтический препарат может также иметь тенденцию концентрироваться в других органах, особенно почках и печени. Это создает множество "горячих точек" в эмиссионном изображении, мешая однозначно устанавливать, какой объект или объекты изображения соответствуют сердцу.One difficulty regarding the formation of emission images of the heart is that the radiopharmaceutical may also tend to concentrate in other organs, especially the kidneys and liver. This creates many "hot spots" in the emission image, making it difficult to unambiguously establish which object or objects of the image correspond to the heart.
US 2008/0272304 A1 относится к способу и системе для автоматической идентификации и отслеживания ROI по всем планарным обзорным углам захвата системы ядерного формирования изображений, такой как гамма-камера, используемая для формирования планарных или SPECT изображений. Временное изменение интенсивности при формировании эмиссионных проекционных изображений проекции измеряется, чтобы идентифицировать интересующую область (ROI), такую как миокард. Способ автоматически отслеживает местоположение ROI по различным планарным углам обзора и приспосабливает орбиту головки датчика и осуществляет ее расположение, чтобы поместить ROI внутрь предварительно определенной предпочтительной области или так называемой "зоны наилучшего восприятия" внутри FOV коллиматора, присоединенного к передней стороне поверхности сцинтилляционного датчика. После начального расположения головки датчика пользователем система автоматически отслеживает местоположение ROI, пока головка(-и) датчика поворачиваются возле пациента, и меняет расположение головки(-ок) датчика подходящим образом, чтобы поддерживать ROI внутри оптимальной коллимационной области датчика FOY.US 2008/0272304 A1 relates to a method and system for automatically identifying and tracking ROI across all planar survey angles of capture of a nuclear imaging system, such as a gamma camera, used to form planar or SPECT images. A temporary change in intensity during the formation of emission projection projection images is measured to identify a region of interest (ROI), such as myocardium. The method automatically tracks the location of the ROI at various planar viewing angles and adjusts the orbit of the sensor head and arranges it to place the ROI inside a predefined preferred area or the so-called "best perception zone" inside the FOV collimator attached to the front side of the surface of the scintillation sensor. After the initial position of the sensor head by the user, the system automatically tracks the location of the ROI while the sensor head (s) are rotated near the patient, and changes the position of the sensor head (s) to suit the ROI inside the optimal collimation region of the FOY sensor.
В “ SPATIAL RECONSTRUCTION OF THE OPACIFIED MYOCARDIUM FROM A SMALL NUMBER OF PROJECTIONS” под авторством J Lindenau, O.G.W. Onnasch, J.H. Bursch и P.H. Heintzen в Компьютерах в Кардиологии, IEEE Comput. Раздел 1385, стр. 351-354, исследуется, предоставляют ли несколько коронарограмм, сгенерированных современным оборудованием двухпроекционного рентгеновского излучения, достаточно информации, чтобы оценить пространственное распределение кровоснабжения миокарда. Описывается и проверяется модифицированный алгоритм компьютерной томографии, способ проекционных разностей, посредством использования проекций рентгеновского излучения исследуемого объекта. Коронарные ангиограммы, сгенерированные посредством проведения экспериментов над животными, служат “реальными данными”. Используя методики цифрового вычитания, объединенные с вышеупомянутыми алгоритмами CT, вычисляются поперечные сечения левой половины сердца.In “SPATIAL RECONSTRUCTION OF THE OPACIFIED MYOCARDIUM FROM A SMALL NUMBER OF PROJECTIONS” by J Lindenau, O.G.W. Onnasch, J.H. Bursch and P.H. Heintzen on Computers in Cardiology, IEEE Comput. Section 1385, pp. 351-354, examines whether several coronarograms generated by modern dual-projection x-ray equipment provide enough information to estimate the spatial distribution of myocardial blood supply. The modified computed tomography algorithm, the method of projection differences, is described and verified by using the projections of x-ray radiation of the object under study. Coronary angiograms generated through animal experiments serve as “real data”. Using digital subtraction techniques combined with the above CT algorithms, cross sections of the left half of the heart are calculated.
Известный подход для того, чтобы определить местоположение сердца в эмиссионном изображении состоит в использовании дополнительного "анатомического" изображения, такого как изображение трансмиссионной компьютерной томографии (CT). Анатомическое изображение пространственно регистрируется с помощью эмиссионного изображения и затем используется, чтобы определить местоположение сердца. У этого подхода есть недостатки, заключающиеся в необходимости доступности второй модальности формирования изображений (например, CT) и зависимости от точной регистрации изображения.A known approach for locating the heart in an emission image is to use an additional “anatomical” image, such as a transmission computed tomography (CT) image. The anatomical image is spatially recorded using the emission image and then used to determine the location of the heart. This approach has drawbacks in the necessity of accessibility to the second modality of imaging (for example, CT) and the dependence on the exact image registration.
Другой известный подход должен использовать одно только эмиссионное изображение, чтобы определить местоположение сердца. Такие подходы могут обрабатываться вручную (например, изображение отображается через графический пользовательский интерфейс, и пользователь очерчивает сердце, используя указатель мыши или другое устройство) или автоматически. Подходы ручной обработки могут быть утомительными, в то время как существующие автоматизированные подходы могут иногда ошибочно идентифицировать в качестве сердца другой орган, в котором концентрируется радиофармацевтический препарат, такой как печень или почки. Как при ручном, так и при автоматическом определении местоположения сердца, удары бьющегося сердца могут создавать проблемы, так как это вводит изменение во времени в данных. Набор эмиссионных данных обычно имеет порядок от минут до десятков минут из-за ограничений по безопасности на максимальную допустимую дозу радиофармацевтического препарата и, следовательно, низкие скорости счета эмиссионных импульсов.Another known approach is to use a single emission image to determine the location of the heart. Such approaches can be processed manually (for example, an image is displayed through a graphical user interface and the user draws a heart using a mouse pointer or other device) or automatically. Manual processing approaches can be tedious, while existing automated approaches can sometimes mistakenly identify as the heart another organ in which the radiopharmaceutical, such as the liver or kidneys, is concentrated. In both manual and automatic heart location, beats from a beating heart can cause problems, as this introduces a change in time in the data. The set of emission data is usually in the order of minutes to tens of minutes due to safety restrictions on the maximum permissible dose of a radiopharmaceutical and, therefore, low count rates of emission pulses.
Один из подходов в решении такой проблемы состоит в использовании "суммированных" данных, в которых игнорируется сердцебиение, а получающееся изображение расплывается. Тем не менее, местоположение сердца обычно может определяться в расплывчатом изображении. Альтернативно, кардиосинхронизация может использоваться на основе электрокардиографа (ЭКГ) или другого сигнала, указывающего сердечный цикл. В этом случае для восстановления изображения и обработки местоположения сердца используются только эмиссионные данные, собранные в узком сердечном фазовом окне. Результат является менее расплывчатым, однако это происходит за счет существенного уменьшения эмиссионных данных для использования в обработке определения местоположения сердца и восстановления изображения. (В качестве примера, если эмиссионные данные дискретизируются на восемь сердечных фаз, приводящих к грубой разрешающей способности по фазе, то только приблизительно одна восьмая эмиссионных данных используется для того, чтобы определить местоположение сердца.)One approach to solving this problem is to use “summed” data, which ignores the heartbeat, and the resulting image is blurred. However, the location of the heart can usually be determined in a blurry image. Alternatively, cardiac synchronization may be used based on an electrocardiograph (ECG) or other signal indicating a cardiac cycle. In this case, only the emission data collected in a narrow cardiac phase window is used to restore the image and process the location of the heart. The result is less vague, however, this is due to a significant reduction in emission data for use in the processing of determining the location of the heart and image restoration. (As an example, if the emission data is sampled into eight cardiac phases leading to a coarse phase resolution, only approximately one-eighth of the emission data is used to determine the location of the heart.)
После того как местоположение сердца определено, полезно проверить точность очертания сердца. Такая проверка обеспечивает контроль, гарантирующий, что ни печень, ни почка, ни какой-либо другой объект не идентифицируются ошибочно в качестве сердца, и также предпочтительно предоставляют более точное очертание сердца в эмиссионном изображении.Once the location of the heart is determined, it is useful to check the accuracy of the shape of the heart. Such a check provides control to ensure that neither the liver, nor the kidney, nor any other object is mistakenly identified as a heart, and also preferably provide a more accurate heart shape in the emission image.
Нижеследующее предоставляет новые и улучшенные устройства и способы, раскрытые в данном документе.The following provides new and improved devices and methods disclosed herein.
В соответствии с одним раскрытым аспектом предлагается способ согласно п.1 формулы изобретения.In accordance with one aspect disclosed, a method according to claim 1 is provided.
В соответствии с другим раскрытым аспектом, цифровой процессор сконфигурирован с возможностью выполнения способа согласно п.1 формулы изобретения. В соответствии с другим раскрытым аспектом раскрыт носитель информации, хранящий команды, которые являются исполняемыми на цифровом процессоре для выполнения способа согласно п.1 формулы изобретения.In accordance with another aspect disclosed, a digital processor is configured to perform a method according to claim 1. In accordance with another aspect disclosed, a storage medium is disclosed storing instructions that are executable on a digital processor to execute a method according to claim 1.
В соответствии с другим раскрытым аспектом предлагается устройство согласно п.13 формулы изобретения.In accordance with another aspect disclosed, an apparatus according to claim 13 is provided.
Одно преимущество состоит в более эффективном определении местоположения сердца или другого циклически изменяющегося элемента в эмиссионном изображении.One advantage is the more efficient location of the heart or other cyclically changing element in the emission image.
Другое преимущество состоит в более надежной проверке локализованного сердца или другого локализованного объекта.Another advantage is a more reliable verification of a localized heart or other localized object.
Дополнительно преимущества будут очевидны специалисту в уровне техники после прочтения и понимания следующего подробного описания.Additionally, the benefits will be apparent to those skilled in the art after reading and understanding the following detailed description.
Фигура 1 схематически изображает систему формирования изображений сердца SPECT, включающую в себя проверку и определение местоположения сердца.Figure 1 schematically depicts a SPECT cardiac imaging system, including checking and locating the heart.
Фигура 2 схематически изображает определение местоположения сердца в эмиссионном изображении, соответствующим образом выполняемое системой согласно Фигуре 1.Figure 2 schematically depicts the determination of the location of the heart in the emission image, respectively performed by the system according to Figure 1.
Фигура 3 схематически изображает проверку и уточнение определения местоположения сердца в эмиссионном изображении, соответствующим образом выполняемых системой согласно Фигуре 1.Figure 3 schematically depicts the verification and refinement of determining the location of the heart in the emission image, respectively performed by the system according to Figure 1.
Фигуры 4-6 схематически изображает подпроцесс для проверки, является ли объект сердца с определенным местоположением по существу круглым или овальным.Figures 4-6 schematically depict a subprocess for checking whether a heart object with a specific location is essentially circular or oval.
Фигуры 7-9 схематически изображает подпроцесс для проверки, является ли объект сердца с определенным местоположением по существу серповидной формы или с выемкой.Figures 7-9 schematically depict a subprocess for checking whether a heart object with a specific location is essentially sickle-shaped or notched.
Со ссылкой на Фигуру 1, система 10 формирования изображений включает в себя устройство формирования изображений для получения эмиссионного изображения. Иллюстративной системой 10 формирования изображений является гамма-камера CardioMDTM (доступная от Koninklijke Philips Electronics N.V., Эйндховен, Нидерланды), сконфигурированная с возможностью получения данных сердца SPECT объекта обследования, лежащего на опоре 12 для объекта обследования, с использованием датчиков 14 излучения, установленных на C-образном кронштейне 16. В других вариантах осуществления для получения эмиссионных данных может использоваться другой тип системы формирования изображений. В качестве другого примера система формирования изображений может быть системой GEMINITM формирования изображений (доступная от Koninklijke Philips Electronics N.V., Эйндховен, Нидерланды), сконфигурированная с возможностью получения данных PET формирования изображений. SPECT, PET или другие эмиссионные данные получаются по достаточно большому размаху угловых обзоров, такому как размах обзоров в 180° или 360°, посредством перемещения датчиков 14 излучения вокруг объекта обследования и/или посредством обеспечения кольца или дуги датчиков излучения необходимого углового размаха. Подходящий радиофармацевтический препарат обычно вводится в объект обследования (не показан) посредством внутривенного введения, приема пищи, ингаляции или другим путем ввода перед получением эмиссионных данных. Может быть установлена задержка во времени между вводом радиофармацевтического препарата и получением эмиссионных данных, чтобы предоставить время радиофармацевтическому препарату скопиться в сердце или другом интересующем органе. В иллюстративных примерах в данном документе, интересующий орган является сердцем, но также в качестве интересующего органа рассматриваются легкие или другой циклически перемещающийся орган или ткань, либо орган или ткань, которые не перемещаются циклически.With reference to Figure 1, the
В некоторых вариантах осуществления, в которых интересующая ткань или орган перемещаются циклически, предоставляется прибор для отслеживания (контроля) циклического перемещения. В иллюстративных примерах циклическое перемещение является биением сердца (то есть сердечный цикл), и предоставляется монитор 20 электрокардиографа (ЭКГ) для отслеживания сердечного цикла. Соответствующие электроды или подводящие провода 22 функционально соединяют монитор 20 ЭКГ с объектом обследования, чтобы получить выбранный сигнал ЭКГ (например, используя стандартную конфигурацию ЭКГ с 12-ю подводящими проводами, или упрощенную конфигурацию ЭКГ с 4-мя подводящими проводами, или т.п.). Модуль 24 сбора/хранения синхронизированных эмиссионных данных сердца собирает эмиссионные данные, полученные системой 10 формирования изображений, и сохраняет эмиссионные данные в интервалах дискретизации сердечных фаз на основе информации о сердечном цикле, предоставленной монитором 20 ЭКГ. Например, в одном подходе используется N равного размера интервалов дискретизации сердечных фаз, при этом каждый интервал дискретизации сердечных фаз имеет размер T/N в единицах секунд, где T обозначает продолжительность одного удара сердца в единицах секунд. Также рассматриваются интервалы дискретизации неравного размера, например, чтобы предоставить относительно более высокое временное разрешение для более динамических частей сердечного цикла и относительно более низкое временное разрешение для более статических частей сердечного цикла.In some embodiments, in which the tissue or organ of interest moves cyclically, an apparatus is provided for tracking (monitoring) cyclic movement. In illustrative examples, cyclic movement is a heartbeat (i.e., cardiac cycle), and an electrocardiograph monitor (ECG) 20 is provided to track the cardiac cycle. Corresponding electrodes or
Продолжая ссылаться на Фигуру 1, основанный на синхронизации модуль 30 локатора сердца обрабатывает синхронизированные эмиссионные данные сердца, чтобы определить местоположение сердца в эмиссионных данных. В некоторых вариантах осуществления процесс определения местоположения сердца идентифицирует сердце посредством автоматической идентификации эмиссионных данных, которые изменяются во времени в соответствии с сердечным циклом, например посредством вычисления разностей или производных между эмиссионными данными в различных интервалах дискретизации сердечных фаз. Такие разности или производные могут быть вычислены в проекционном пространстве, при этом разность или дифференциальные проекционные данные восстанавливаются посредством модуля 32 восстановления эмиссионных изображений. Альтернативно, разности или производные могут быть вычислены в пространстве изображений после восстановления эмиссионных данных каждого интервала дискретизации сердечных фаз посредством модуля 32 восстановления. Необязательный подмодуль 34 проверки сердца модуля 32 локатора в качестве дополнительной возможности выполняет проверку сердца и/или уточняет очертание сердца.Continuing to refer to Figure 1, the synchronization-based
Эмиссионные данные, или их часть, идентифицированные локатором 30 сердца в качестве испускаемых от сердца, восстанавливаются модулем 32 восстановления, чтобы сгенерировать изображение сердца (или серии изображений сердца, например, в случае обследования вымывания и/или поглощения радиофармацевтического препарата). В некоторых вариантах осуществления восстанавливается весь (суммированный) набор данных, в то время как в других вариантах осуществления восстанавливаются только данные от выбранного интервала дискретизации или интервалов дискретизации фаз. Изображение или изображения сердца в качестве дополнительной возможности обрабатываются системой последующей обработки, такой как проиллюстрированный модуль 38 клинического анализа сердца, который выполняет анализ, чтобы сгенерировать количественную или качественную клиническую информацию для просмотра и/или использования кардиологом или другим медперсоналом.Emission data, or a part thereof, identified by the
Различные модули 24, 30, 32, 34, 38 или компоненты обработки соответственно воплощаются проиллюстрированным компьютером 40 или другим электронным устройством, включающим в себя цифровой процессор (например, цифровой микропроцессор, цифровой микроконтроллер, цифровой графический блок обработки или т.п.) и в качестве дополнительной возможности также включающим в себя аналоговую и/или цифровую специализированную интегральную схему (ASIC) или другие аппаратные средства. Устройство 42 отображения компьютера 40 или некоторое другое устройство печати и/или отображения соответственно используется, чтобы отображать эмиссионные изображения или их части и/или изображения, выведенные из них. Компьютер 40 или другое электронное устройство также соответственно включает в себя проиллюстрированную клавиатуру 4 или мышь, шаровой манипулятор, сенсорную панель или другое устройство ввода данных пользователем, посредством которого радиолог или другой медперсонал управляет системой 10 формирования изображений, включающей в себя различные модули 24, 30, 32, 34, 38 или компоненты обработки.
Кроме того, различные модули 24, 30, 32, 34, 38 или компоненты обработки могут дополнительно или альтернативно быть воплощены в качестве носителя информации, хранящего команды, исполняемые проиллюстрированным компьютером 40 или другим электронным устройством, чтобы выполнить раскрытые способы обработки эмиссионных данных. Носитель информации может, в качестве иллюстративного примера, включать в себя накопитель на жестких дисках или другой имеющий магнитную основу носитель информации, оптический диск или другой имеющий оптическую основу носитель информации, память (RAM) с произвольным доступом, постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память или другой электронный носитель информации или т.п., или различные их комбинации.In addition,
Со ссылкой на Фигуру 1 и с дополнительно ссылкой на Фигуру 2 описываются некоторые соответствующие основанные на синхронизации подходы определения местоположения сердца, соответственно выполняемые модулем 30 локатора сердца. В начале, синхронизированные проекционные данные 50 сердца загружаются и дискретизируются на сердечные фазы в операции 52. Например, операция 52 может быть выполнена модулем сбора/хранения 24, который в одном подходе дискретизирует проекционные данные на N равного размера интервалов дискретизации сердечных фаз, при этом каждый имеет размер интервала дискретизации T/N в единицах секунд, где T обозначает продолжительность одного удара сердца в единицах секунд. Кроме того, также рассматриваются интервалы дискретизации неравных размеров. Если используются неравные размеры интервалов дискретизации, то в операции 52 в качестве дополнительной возможности разности во временном интервале получения компенсируются посредством масштабирования с помощью соответствующих коэффициентов для каждого интервала дискретизации синхронизации. В необязательной операции 54, в качестве дополнительной возможности применяется низкочастотная фильтрация кадр за кадром, чтобы сгладить проекции и уменьшить помехи. Затем проекционные данные дифференцируются между фазами синхронизации в операции 56. В одном подходе разностные эмиссионные данные, содержащие разности между эмиссионными данными в разных фазах циклического изменения, вычисляются в операции 56. Например, если есть 8 интервалов дискретизации сердечных фаз, один подход для вычисления разностных эмиссионных данных должен взять разность между проекционными данными в интервалах 1 и 5 дискретизации сердечных фаз, и между проекционными данными в интервалах 2 и 6 дискретизации сердечных фаз, и между проекционными данными в интервалах 3 и 7 дискретизации сердечных фаз, и между проекционными данными в интервалах 4 и 8 дискретизации сердечных фаз. Разностные проекционные данные вычисляются для каждого угла обзора проекции. В операции 58 разностные проекционные данные от операции 56 усредняются для каждого угла обзора проекции. После того как интервалы дискретизации сердечных фаз коррелированы с сердечными фазами, ожидается, что сердце является доминирующим объектом в усредненных данных разности, в то время как другие органы или фон должны иметь более низкую интенсивность сигнала по сравнению с сердцем. В качестве дополнительной возможности другой процесс шумоподавления может быть выполнен после операций 56, 58 дифференцирования. В иллюстративном примере Фигуры 2 это необязательное шумоподавление выполняется следующим образом. В операции 59 решения решается, является ли дополнительная обработка шумоподавления подходящей (то есть решают, являются ли данные разности слишком шумными). Если так, то выполняется операция 60 дополнительной низкочастотной фильтрации или другого шумоподавления.With reference to Figure 1 and with further reference to Figure 2, some relevant synchronization-based approaches for determining the location of the heart, respectively, performed by the
Чтобы определить местоположение сердца в пространстве изображения, объединенные разностные данные восстанавливаются в операции 62, для получающегося объединенного разностного изображения определяется пороговое значение, или иначе оно обрабатывается в операции 64, чтобы изолировать сердце в изображении, и в операции 66 для сердца определяется местоположение. В одном соответствующем подходе в операции 62 восстановления выполняется быстрое восстановление усредненных разностных данных в область объемного изображения без какого-либо исправления (хотя также рассматривается применение исправления). В операции 64 ожидается, что типичное пороговое значение составляет приблизительно 35% максимального значения, хотя оптимальное пороговое значение может отличаться в зависимости от условий формирования изображений, отношений сигнал-шум (SNR) и других факторов. В операции 64 сигнал фона удаляется так, чтобы сердце было очерчено более определенно. Этап 66 определения местоположения в одном подходе включает в себя определение местоположения сердца в области объемного изображения посредством вычисления центроиды массива в изображении после обработки 64. В операции 66 определения местоположения в качестве дополнительной возможности может также заново примениться вычисление центроиды массива в локальной области для поиска более тонкой настройки. В операции 66 определения местоположения могут также использоваться другие подходы, такие как подходы наращивания области или сегментации. Если требуется определение местоположения сердца в проекционном пространстве или области, то в операции 68 местоположение сердца, идентифицированное в пространстве изображения, соответственно проецируется обратно в проекционную область, чтобы получить местоположение сердца для каждого кадра.In order to determine the location of the heart in the image space, the combined difference data is restored in
Иллюстративная последовательность обработки Фигуры 2 выполняет дифференцирование 56, 58 в проекционном пространстве и затем восстанавливает разностные проекционные данные в операции 62, чтобы определить местоположение сердца в пространстве изображений. Альтернативно, проекционные данные для каждого интервала дискретизации сердечных фаз могут быть сначала восстановлены, чтобы сгенерировать набор изображений для разных сердечных фаз, и дифференцирование может быть выполнено в пространстве изображений (например, в примере 8 интервалов дискретизации сердечных фаз, вычисляя: разности между двумя изображениями, восстановленными из интервалов 1 и 5 дискретизации сердечных фаз, и разности между двумя изображениями, восстановленными из интервалов 2 и 6 дискретизации сердечных фаз, и разности между двумя изображениями, восстановленными из интервалов 3 и 7 дискретизации сердечных фаз, и разности между двумя изображениями, восстановленными из интервалов 4 и 8 дискретизации сердечных фаз, и затем объединяя вычисленные разностные изображения аналогично операции 58. В другом случае объединение может использовать усреднение, суммирование или другую операцию объединения.The illustrative processing sequence of Figure 2 performs
Со ссылкой на Фигуру 1 и с дополнительно ссылкой на Фигуры 3-9, описываются некоторые соответствующие подходы проверки сердца, соответственно выполняемые подмодулем 34 проверки сердца. Проверка сердца функционирует на проекционном изображении, сгенерированном из эмиссионных данных. Фигура 3 схематически изображает полный иллюстративный процесс проверки сердца. Не показанной на Фигуре 3 является необязательная фильтрация помех, в качестве дополнительной возможности выполняемая перед входом в подпрограмму обнаружения формы сердца, схематически изображенной на Фигуре 3. Обработка проверки согласно Фигуре 3 соответственно начинается с (предложенным) локализованным сердцем 70, например, выведенным процедурой определения местоположения сердца, описанной в данном документе со ссылкой на Фигуру 2. В операции 72 маскирования (предложенное) локализованное сердце изолируется для обработки проверки, а в операции 74 вычисляется начальное пороговое значение 76, которое применяется в операции 78 определения порогового значения, чтобы сгенерировать двоичную маску или представление двоичного изображения (предложенного) локализованного сердца.With reference to Figure 1 and with further reference to Figures 3-9, some relevant heart test approaches are described respectively performed by the
Процесс проверки сердца согласно Фигуре 3 использует основанный на форме процесс проверки, который основан на ожидаемой форме и размере сердца. Например, сердце обычно появляется как открытый круг или частично открытый круг в эмиссионных изображениях (например, изображениях PET или SPECT). Ввиду этого процесс проверки сердца согласно Фигуре 3 включает в себя операцию 80 анализа формы первого уровня, в которой (предложенное) локализованное сердце сравнивается с конфигурацией открытого круга, и операцию 82 анализа формы второго уровня, в которой (предложенное) локализованное сердце сравнивается с конфигурацией частично открытого круга.The heart verification process according to Figure 3 uses a form-based verification process that is based on the expected shape and size of the heart. For example, the heart usually appears as an open circle or partially open circle in emission images (for example, PET or SPECT images). In view of this, the heart check process according to Figure 3 includes a first level
Если проводится любой анализ 80, 82 формы, то обработка переходит к необязательной операции 84 корректировки, в которой (предложенное, и теперь проверенное) локализованное сердце корректируется на основе результатов проверки. Необязательная корректировка влечет за собой предоставление более точного очертания местоположения сердца на основе анализа формы.If any analysis of the
Если как первый анализ 80 формы, так и второй анализ 82 формы выполняются безуспешно, это не обязательно (по меньшей мере при первом проходе) означает, что предложенное локализованное сердце привело к безуспешной проверке. Скорее это могло означать, что пороговое значение 76, используемое при анализах проверки формы, должно быть скорректировано. С этой целью, в операции 86 пороговое значение увеличивается на выбранную величину (например, 5% на иллюстративной Фигуре 3). В операции 88 определяется, находится ли обновленное пороговое значение в пригодном диапазоне (например, меньше чем 100 в иллюстративном примере), и раз так, последовательность операций возвращается к операции 78 определения порогового значения, чтобы повторить определение порогового значения с использованием обновленного порогового значения и повторить анализы 80, 82 формы.If both the first analysis of the 80 forms and the second analysis of the 82 forms are unsuccessful, this does not necessarily (at least during the first pass) mean that the proposed localized heart has led to an unsuccessful check. Rather, it could mean that the threshold value of 76 used in form validation analyzes should be adjusted. To this end, in
Если в операции 88 указывается, что весь пригодный диапазон пороговых значений использован и анализы 80, 82 формы выполнилось безуспешно для всех пороговых значений, то последовательность операций перемещается к операции 90, в которой определяется, является ли какая-либо другая область изображения предложенным локализованным сердцем. Если так, то в операции 92 следующее предложенное локализованное сердце выбирается в качестве предложенного локализованного сердца 70 и процесс повторяется. С другой стороны, если в операции 90 определяется, что ни осталось никакой области изображения для тестирования на предложенное локализованное сердце, тогда последовательность операций переходит к операции 94 безуспешности проверки сердца, в которой сообщается о безуспешности проверки сердца и/или применяется другое устранение недостатков.If it is indicated in
Продолжая ссылаться на Фигуру 3 и дополнительно ссылаясь на Фигуры 4-6, описываются некоторые соответствующие подходы для выполнения операции 80 анализа формы первого уровня, в которой (предложенное) локализованное сердце сравнивается с конфигурацией открытого круга. Рассмотрим сначала Фигуру 5, которая схематически показывает конфигурацию типичного объекта в изображении. Левая сторона Фигуры 5 схематически показывает типичную входную проекцию, на которой сердце отображается как открытый круг HF, и затемняется вторичными объектами, такими как объект L печени. Вверху справа на Фигуре 5 показано (предложенное) локализованное сердце так, что оно может быть идентифицировано посредством иллюстративного примера обработки согласно Фигуре 2. Внизу справа на Фигуре 5 показана двоичная маска, созданная в операции 78 определения порогового значения (см. Фигуру 3), и обработка посредством операции 80 анализа формы первого уровня, включающего в себя фильтрацию помех и инверсию двоичной маски. Односвязный сплошной круглый объект HFV, показанный внизу справа на Фигуре 5, представляет собой проверенное сердце.Continuing to refer to Figure 3 and further referring to Figures 4-6, some appropriate approaches are described for performing the first level
В частности со ссылкой на Фигуру 4, описывается соответствующая обработка, выполняемая в операции 80 анализа формы первого уровня. Обработка осуществляется над двоичной маской 100 локализованного сердца, выведенной в операции 78 определения порогового значения (см. Фигуру 3). Этап 102 фильтрации помех выполняется, чтобы удалить более малые компоненты, которые слишком малы, чтобы быть сердцем. В соответствующем подходе в операции 102 фильтрации помех используется основанный на полностью связном изображении анализ (CCA) связных компонент в 2D. На основе объектов, остающихся после CCA, в операции 104 вычисляется минимальный размер круга, который следует обнаруживать. В операции 106 выполняется инверсия двоичной маски. В этой операции "включенные" или черные пиксели переключаются на "выключенные" или белые пиксели, и наоборот. Это преобразовывает анализ формы для обнаружения односвязного заполненного круглого объекта. Дополнительная операция 108 фильтрации помех выполняется в качестве дополнительной возможности, чтобы удалить фоновые помехи из инвертированной двоичной маски. В операции 110, в инвертированной (и в качестве дополнительной возможности с отфильтрованными помехами) двоичной маске выполняется поиск сплошного круглого объекта подходящего размера. В операции 112 сообщается об успешности или безуспешности операции 80 анализа формы первого уровня. Если сообщается об успехе, то также в качестве дополнительной возможности сообщается о наилучшем подходящем заполненном круглом объекте HFV для использования в необязательной операции 84 корректировки (см. Фигуру 3). В одном подходе размер круга выводится из числа ненулевых пикселей в двоичной маске.In particular, with reference to Figure 4, the corresponding processing performed in the first level
На Фигуре 6 приведена иллюстрация успешно выполненного примера операции 80 анализа формы первого уровня (то есть пример, в котором проверяется предложенное локализованное сердце). На левой стороне Фигуры 6 показано предложенное локализованное сердце в полутоновом изображении (то есть перед каким-либо определением порогового значения). На правой стороне Фигуры 6 показана двоичная маска, выведенная из операции 80 анализа формы первого уровня.Figure 6 is an illustration of a successful example of the first level form analysis operation 80 (i.e., an example in which the proposed localized heart is verified). The left side of Figure 6 shows the proposed localized heart in a grayscale image (that is, before any determination of the threshold value). On the right side of FIG. 6, a binary mask is derived from the first level
Продолжая ссылаться на Фигуру 3 и дополнительно ссылаясь на Фигуры 7-9, описываются некоторые соответствующие подходы для выполнения операции 82 анализа формы второго уровня, в которой (предложенное) локализованное сердце сравнивается с конфигурацией открытого частичного круга. Рассмотрим сначала Фигуру 8, которая схематически показывает конфигурацию типичного объекта в изображении. На левой стороне Фигуры 8 схематически показана типичная входная проекция, на которой сердце отображается как частично открытый круг HP. Сверху справа на Фигуре 8 показано (предложенное) локализованное сердце так, что оно может быть идентифицировано посредством иллюстративного примера обработки Фигуры 2. Внизу справа на Фигуре 8 показана двоичная маска, созданная в операции 78 определения порогового значения (см. Фигуру 3), и обработка посредством операции 82 анализа формы второго уровня, включающего в себя заполнение внутренней части частично открытого круга HP. Заполнение генерирует односвязный сплошной частично круглый объект HPV (показанный в самом низу справа на Фигуре 8), который представляет собой проверенное сердце.Continuing to refer to Figure 3 and further referring to Figures 7-9, some appropriate approaches are described for performing a second level
В частности, ссылаясь на Фигуру 7, описывается соответствующая обработка, выполняемая в операции 82 анализа формы второго уровня. Обработка снова применяется над двоичной маской 100 локализованного сердца, выведенной в операции 78 определения порогового значения (см. Фигуру 3). Операция 102 фильтрации помех снова выполняется, чтобы удалить более малые компоненты, которые слишком малы, чтобы быть сердцем. В соответствующем подходе в операции 102 фильтрации помех используется основанный на полностью связном изображении анализ (CCA) связных компонент в 2D, и CCA связной поверхности используется, чтобы обнаружить помехи. Чтобы повысить эффективность, операция 102 фильтрации помех может в качестве дополнительной возможности быть выполнена только однажды, и выходные данные сохраняются и используются в операциях 80, 82 первого и второго анализа формы.In particular, referring to Figure 7, the corresponding processing performed in the second level
Проверка помех выполняется в операции 120. Если помехи присутствуют (даже после CCA), тогда будет существенно большее число компонентов, связных с поверхностью, по сравнению с полностью связным компонентом. Если помехи остаются после операции 102, то число попавших в окончательный список областей для проверки на сердце (круглую полость или частично круглую полость) не должно быть существенно выше по сравнению с размером двоичной маски. Если это будут помехи, то это число будет сравнительно выше нормальной сердечной области, и эта информация используется для удаления помех.The interference check is performed in
На основе объектов, остающихся после CCA, в операции 122 вычисляется минимальный размер частичного круга, который следует обнаруживать. В операции 124 осуществляется заполнение сердца, как это схематически изображено на Фигуре 8. В операции 124 заполнения сердца заполняется оставшаяся часть частично открытого круга, чтобы произвести односвязную сегментированную область HPV, соответствующую части (например, трем четвертям) заполненного круга, как показано внизу справа на Фигуре 8. Дополнительная операция 126 фильтрации помех в качестве дополнительной возможности выполняется, чтобы удалить фоновые помехи после заполнения 124 сердца. В операции 126 проверенное сердце идентифицируется на основе частичного заполненного круглого объекта HPV. В операции 130 сообщается об успешности или безуспешности операции 82 анализа формы второго уровня. Если сообщается об успехе, то также в качестве дополнительной возможности сообщается о наилучше подходящем частичном заполненном круглом объекте HFV для использования в необязательной операции 84 корректировки (см. Фигуру 3).Based on the objects remaining after the CCA, in
На Фигуре 9 приведена иллюстрация успешно выполненного примера операции 80 анализа формы второго уровня (то есть пример, в котором проверяется предложенное локализованное сердце). На левой стороне Фигуры 9 показано предложенное локализованное сердце в полутоновом изображении (то есть перед каким-либо определением порогового значения). На правой стороне Фигуры 9 показана двоичная маска, выведенная из операции 82 анализа формы второго уровня.Figure 9 is an illustration of a successful example of the second-level form analysis operation 80 (i.e., an example in which the proposed localized heart is verified). The left side of Figure 9 shows the proposed localized heart in a grayscale image (that is, before any determination of the threshold value). On the right side of Figure 9 there is shown a binary mask derived from the second level
Процесс проверки описывается на Фигурах 3-9 со ссылкой на проверку предложенного локализованного сердца, упомянутые круглые объекты в более общем случае могут быть овальными объектами. Хотя процесс проверки описывается на Фигурах 3-9 со ссылкой на проверку предложенного локализованного сердца, будет понятно, что процесс может также быть применен для проверки других интересующих объектов в эмиссионном изображении, таких как левое или правое легкое.The verification process is described in Figures 3-9 with reference to verification of the proposed localized heart, said circular objects in a more general case may be oval objects. Although the verification process is described in Figures 3-9 with reference to verification of the proposed localized heart, it will be understood that the process can also be used to verify other objects of interest in the emission image, such as the left or right lung.
Подход определения местоположения, описанный для сердца со ссылкой на Фигуру 2, применим к определению местоположения другого циклически изменяющегося элемента в эмиссионных данных. Например, циклически изменяющийся элемент может быть большим кровеносным сосудом, который физически не перемещается, но у которого есть циклически изменяющийся эмиссионный выходной сигнал, соответствующий кровотоку через кровеносный сосуд.The positioning approach described for the heart with reference to Figure 2 is applicable to locating another cyclically changing element in the emission data. For example, a cyclically changing element may be a large blood vessel that does not physically move, but which has a cyclically changing emission output signal corresponding to blood flow through a blood vessel.
В данной заявке описаны один или более предпочтительных вариантов осуществления. После прочтения и понимания предыдущего подробного описания специалисты в уровне техники могут разработать модификации и изменения. Подразумевается, что данная заявка рассматривается как включающая все такие модификации и изменения, поскольку они подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения или её эквивалентов.This application describes one or more preferred embodiments. After reading and understanding the previous detailed description, specialists in the prior art can develop modifications and changes. It is intended that this application be construed as including all such modifications and changes as they fall within the scope of the appended claims or their equivalents.
Claims (15)
дискретизируют эмиссионные проекционные данные, полученные от циклически изменяющегося элемента, на множество разных фаз циклического изменения;
вычисляют разностные эмиссионные проекционные данные, содержащие разности между эмиссионными проекционными данными в разных фазах циклического изменения; и
определяют местоположение объекта изображения, соответствующего циклически изменяющемуся элементу в эмиссионных проекционных данных, на основе разностных эмиссионных проекционных данных;
при этом по меньшей мере вычисление и определение местоположения выполняют посредством электронного устройства (40),
при этом вычисление содержит этап, на котором:
вычисляют разностные эмиссионные проекционные данные в пространстве проекционных данных, содержащем разности между эмиссионными проекционными данными в разных фазах циклического изменения,
отличающийся тем, что
вычисление содержит этапы, на которых:
вычисляют попарные разностные эмиссионные проекционные данные в пространстве проекционных данных, содержащем разности между эмиссионными проекционными данными в разных парах фаз циклического изменения; и
объединяют попарные разностные эмиссионные проекционные данные, вычисленные для разных пар фаз циклического изменения, чтобы сгенерировать разностные эмиссионные проекционные данные.1. A method for forming emission images, comprising stages in which:
discretize projection emission data obtained from a cyclically changing element into many different phases of a cyclic change;
calculating the differential emission projection data containing the differences between the emission projection data in different phases of the cyclic change; and
determining the location of the image object corresponding to the cyclically changing element in the emission projection data based on the difference emission projection data;
at the same time, at least the calculation and positioning is carried out by means of an electronic device (40),
wherein the calculation comprises the step of:
calculating the difference projection emission data in the projection data space containing the differences between the emission projection data in different phases of the cyclic change,
characterized in that
the calculation contains the steps in which:
calculating pairwise difference projection emission data in a projection data space containing differences between emission projection data in different pairs of phases of a cyclic change; and
combine the pairwise difference projection emission data calculated for the different pairs of cyclic change phases to generate the difference projection emission data.
вычисляют разностные проекционные данные в пространстве проекционных данных, содержащем разности между проекционными данными в разных фазах циклического изменения.3. The method according to claim 1, in which the calculation comprises the step of:
calculating the difference projection data in the space of the projection data containing the differences between the projection data in different phases of the cyclic change.
восстанавливают упомянутые разностные проекционные данные, чтобы сгенерировать изображение локатора; и
определяют местоположение циклически изменяющегося элемента в изображении локатора.4. The method according to claim 1, in which the location includes stages in which:
recovering said difference projection data in order to generate an image of a locator; and
determine the location of the cyclically changing element in the image of the locator.
осуществляют обратное проецирование изображения локатора, чтобы сгенерировать проекционные данные локатора; и
определяют местоположение объекта изображения, соответствующего циклически изменяющемуся элементу, в проекционных данных локатора.5. The method according to claim 4, in which the location further comprises the steps of:
reverse projecting the image of the locator to generate projection data of the locator; and
determine the location of the image object corresponding to the cyclically changing element in the projection data of the locator.
уменьшают помехи в упомянутых эмиссионных данных, полученных от циклически изменяющегося элемента, посредством низкочастотной фильтрации упомянутых эмиссионных данных, полученных от циклически изменяющегося элемента.6. The method according to claim 1, additionally containing phase, in which:
reduce interference in said emission data received from a cyclically changing element by low-pass filtering said emission data received from a cyclically changing element.
проверяют объект изображения с определенным местоположением, соответствующий циклически изменяющемуся элементу, посредством процесса проверки, включающего в себя этапы, на которых:
определяют пороговое значение проекционного изображения, сгенерированного из упомянутых эмиссионных данных, чтобы сгенерировать изображение маски,
идентифицируют в изображении маски одно из (i) полого круглого объекта, (ii) полого овального объекта, (iii) объекта с круглой полостью и (iv) объекта с овальной полостью, и
проверяют объект изображения с определенным местоположением на основе того, успешна ли операция идентификации.7. The method according to claim 1, additionally containing a stage in which:
checking the image object with a specific location corresponding to the cyclically changing element, through the verification process, which includes the steps in which:
determining a threshold value of the projection image generated from said emission data in order to generate a mask image,
identify in the mask image one of (i) a hollow circular object, (ii) a hollow oval object, (iii) an object with a circular cavity and (iv) an object with an oval cavity, and
checking the image object at a specific location based on whether the identification operation is successful.
инвертируют изображение маски; и
идентифицируют в изображении маски одно из (i) заполненного круглого объекта, (ii) заполненного овального объекта, (iii) частично заполненного круглого объекта и (iv) частично заполненного овального объекта.8. The method according to claim 7, in which the operation of identifying the verification process includes the steps of:
invert the image of the mask; and
in the mask image, one of (i) a filled circular object, (ii) a filled oval object, (iii) a partially filled circular object, and (iv) a partially filled oval object is identified.
систему (10) формирования изображений, сконфигурированную с возможностью получения эмиссионных проекционных данных от циклически изменяющегося элемента;
контрольно-измерительный прибор (20, 22), сконфигурированный с возможностью измерения циклического изменения циклически изменяющегося элемента; и
электронное устройство (40), сконфигурированное с возможностью определения местоположения объекта изображения, соответствующего циклически изменяющемуся элементу, в полученных эмиссионных проекционных данных на основе корреляции изменения во времени упомянутых эмиссионных данных с циклическим изменением циклически изменяющегося элемента, измеренным посредством контрольно-измерительного прибора,
при этом электронное устройство (40) сконфигурировано с возможностью вычисления разностных эмиссионных проекционных данных в пространстве проекционных данных, содержащем разности между эмиссионными проекционными данными, полученными в разных временных интервалах циклического изменения циклически изменяющегося элемента, измеренного посредством контрольно-измерительного прибора, и определения местоположения объекта изображения, соответствующего циклически изменяющемуся элементу, на основе разностных эмиссионных проекционных данных,
отличающееся тем, что
вычисление содержит:
вычисление попарных разностных эмиссионных проекционных данных в пространстве проекционных данных, содержащем разности между эмиссионными проекционными данными в разных парах фаз циклического изменения; и
объединение попарных разностных эмиссионных проекционных данных, вычисленных для разных пар фаз циклического изменения, чтобы сгенерировать разностные эмиссионные проекционные данные.13. A device for forming emission images, comprising:
an imaging system (10) configured to receive emission projection data from a cyclically changing element;
instrumentation (20, 22) configured to measure the cyclic change of a cyclically changing element; and
an electronic device (40) configured to determine the location of the image object corresponding to the cyclically changing element in the obtained emission projection data based on the correlation of the time variation of said emission data with the cyclic variation of the cyclically changing element measured by a measuring instrument,
wherein the electronic device (40) is configured to calculate the differential emission projection data in the space of the projection data containing the differences between the emission projection data obtained at different time intervals of the cyclic change of the cyclically changing element measured by the measuring instrument, and determining the location of the image object corresponding to a cyclically changing element, based on differential emission projection data ny
characterized in that
The calculation contains:
calculating pairwise difference projection emission data in a projection data space containing differences between emission projection data in different pairs of phases of a cyclic change; and
combining pairwise difference projection emission data calculated for different pairs of cyclic change phases to generate difference projection emission data.
прибор (20) ЭКГ, сконфигурированный с возможностью измерения электрокардиографического сигнала.14. The device according to item 13, in which the cyclically changing element is a beating heart, and the control instrument (20, 22) contains:
an ECG device (20) configured to measure an electrocardiographic signal.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US37687110P | 2010-08-25 | 2010-08-25 | |
US61/376,871 | 2010-08-25 | ||
PCT/IB2011/053193 WO2012025842A2 (en) | 2010-08-25 | 2011-07-18 | Heart location and verification in emission images |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013112950A RU2013112950A (en) | 2014-09-27 |
RU2596982C2 true RU2596982C2 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=44532972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013112950/08A RU2596982C2 (en) | 2010-08-25 | 2011-07-18 | Inspection and determination of location of heart in emission images |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9066707B2 (en) |
EP (1) | EP2609571B1 (en) |
CN (1) | CN103080977B (en) |
RU (1) | RU2596982C2 (en) |
WO (1) | WO2012025842A2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596982C2 (en) * | 2010-08-25 | 2016-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Inspection and determination of location of heart in emission images |
US9439627B2 (en) * | 2012-05-22 | 2016-09-13 | Covidien Lp | Planning system and navigation system for an ablation procedure |
US9498182B2 (en) | 2012-05-22 | 2016-11-22 | Covidien Lp | Systems and methods for planning and navigation |
US9439622B2 (en) | 2012-05-22 | 2016-09-13 | Covidien Lp | Surgical navigation system |
US9439623B2 (en) * | 2012-05-22 | 2016-09-13 | Covidien Lp | Surgical planning system and navigation system |
US9111337B2 (en) * | 2012-10-12 | 2015-08-18 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Low dose cardiac CT imaging with time-adaptive filtration |
WO2020033947A1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Covidien Lp | Systems for ablation visualization |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070183639A1 (en) * | 2004-03-02 | 2007-08-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion compensation |
US20080272304A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-06 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Tracking region-of-interest in nuclear medical imaging and automatic detector head position adjustment based thereon |
US20090076369A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-19 | Mistretta Charles A | Method For Reducing Motion Artifacts In Highly Constrained Medical Images |
US20090246457A1 (en) * | 2007-02-02 | 2009-10-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
RU2381525C2 (en) * | 2004-09-30 | 2010-02-10 | Тагуспарки-Сосьедади Ди-Промосан-И-Дезенвольвименто Ду-Парки Ди-Сьенсьяш-И-Текноложья Да-Ареа Ди-Лисбоа, С.А. | Positron emission tomography system |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5381791A (en) | 1992-03-10 | 1995-01-17 | Siemens Medical Systems, Inc. | Automatic indentification of anatomical features of interest from data acquired in nuclear medicine studies and automatic positioning of scintillation cameras to carry out such studies at optimal positions |
EP0630503A1 (en) | 1992-03-10 | 1994-12-28 | Siemens Medical Systems, Inc. | Identification of anatomical features from data |
WO1994025879A1 (en) | 1993-04-27 | 1994-11-10 | Siemens Medical Systems, Inc. | High-sensitivity spect imaging of small body organs using a multi-head scintillation camera with non-uniform collimation |
US6065475A (en) | 1995-06-08 | 2000-05-23 | Siemens Corporate Research, Inc. | Automatic localization of the heart from a reconstructed volume and automatic selection of a most suitable representative transverse slice for defining a left ventricle oblique axis in myocardial spect study |
US5682887A (en) | 1996-03-20 | 1997-11-04 | Siemens Corporate Research, Inc. | Determining the position range of the heart from a sequence of projection images using 1-D pseudo motion analysis |
US6535623B1 (en) | 1999-04-15 | 2003-03-18 | Allen Robert Tannenbaum | Curvature based system for the segmentation and analysis of cardiac magnetic resonance images |
US6757414B1 (en) | 2000-08-31 | 2004-06-29 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and apparatus for segmentation of a left ventricular epicardium |
JP2007000408A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X-ray ct apparatus |
US7623709B2 (en) | 2005-09-06 | 2009-11-24 | General Electric Company | Method and system for segmenting image data |
RU2450288C2 (en) * | 2006-09-21 | 2012-05-10 | Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. | Cardiac spect system with trajectory optimisation |
US7683331B2 (en) | 2006-12-08 | 2010-03-23 | Rush University Medical Center | Single photon emission computed tomography (SPECT) system for cardiac imaging |
US8351571B2 (en) * | 2007-02-07 | 2013-01-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion estimation in treatment planning |
WO2010121043A2 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Exact local computed tomography based on compressive sampling |
US8958620B2 (en) * | 2010-03-08 | 2015-02-17 | Koninklijke Philips N.V. | Region of interest definition in cardiac imaging |
RU2596982C2 (en) * | 2010-08-25 | 2016-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Inspection and determination of location of heart in emission images |
US9471989B2 (en) * | 2013-06-03 | 2016-10-18 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Vascular anatomy modeling derived from 3-dimensional medical image processing |
-
2011
- 2011-07-18 RU RU2013112950/08A patent/RU2596982C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-07-18 US US13/817,148 patent/US9066707B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-07-18 CN CN201180040689.5A patent/CN103080977B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-07-18 WO PCT/IB2011/053193 patent/WO2012025842A2/en active Application Filing
- 2011-07-18 EP EP11749523.4A patent/EP2609571B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070183639A1 (en) * | 2004-03-02 | 2007-08-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion compensation |
RU2381525C2 (en) * | 2004-09-30 | 2010-02-10 | Тагуспарки-Сосьедади Ди-Промосан-И-Дезенвольвименто Ду-Парки Ди-Сьенсьяш-И-Текноложья Да-Ареа Ди-Лисбоа, С.А. | Positron emission tomography system |
US20090246457A1 (en) * | 2007-02-02 | 2009-10-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
US20080272304A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-06 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Tracking region-of-interest in nuclear medical imaging and automatic detector head position adjustment based thereon |
US20090076369A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-19 | Mistretta Charles A | Method For Reducing Motion Artifacts In Highly Constrained Medical Images |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2609571B1 (en) | 2013-12-04 |
EP2609571A2 (en) | 2013-07-03 |
US20130142410A1 (en) | 2013-06-06 |
RU2013112950A (en) | 2014-09-27 |
CN103080977B (en) | 2016-01-06 |
CN103080977A (en) | 2013-05-01 |
US9066707B2 (en) | 2015-06-30 |
WO2012025842A3 (en) | 2012-05-24 |
WO2012025842A2 (en) | 2012-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2596982C2 (en) | Inspection and determination of location of heart in emission images | |
JP6243121B2 (en) | Method and apparatus for motion detection and correction in imaging scans using time-of-flight information | |
JP5833637B2 (en) | Dynamic perfusion CT image data alignment | |
JP5254810B2 (en) | Local motion compensation based on list mode data | |
EP2399238B1 (en) | Functional imaging | |
US20120278055A1 (en) | Motion correction in radiation therapy | |
EP2367153A1 (en) | System and method for tomographic data acquisition and image reconstruction | |
EP2389661B1 (en) | Nuclear image reconstruction | |
JP2007167656A (en) | Method for analysis of motion of subject, and tomographic device | |
US8831323B2 (en) | Method and apparatus for measuring activity of a tracer | |
CN110536640B (en) | Noise robust real-time extraction of respiratory motion signals from PET list data | |
He et al. | A novel method for respiratory motion gated with geometric sensitivity of the scanner in 3D PET | |
US20100232645A1 (en) | Model-based spect heart orientation estimation | |
EP2490180B1 (en) | Medical image processing apparatus and medical image imaging method | |
KR20140042461A (en) | Method and apparatus to correct motion | |
Feng et al. | A novel data-driven cardiac gating signal extraction method for PET | |
US20130109964A1 (en) | Methods and apparatus for analyzing medical imaging data | |
US20230022425A1 (en) | Apparatus, system, method and computer probram for providing a nuclear image of a region of interest of a patient | |
Woo et al. | Development of a motion correction system for respiratory-gated PET study | |
Zhu et al. | Data correction methods for wholebody Patlak imaging from list-mode PET data | |
Cade | Attenuation correction of myocardial perfusion scintigraphy images without transmission scanning | |
Schleyer | Respiratory motion correction in PET/CT imaging |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200719 |